时间戳

首页 > 解决方案 > 等待多个信号量或多个消息队列

c - 等待多个信号量或多个消息队列

问题描述

在大多数 UNIX 实现中，进程可以阻塞多个事件。也就是说，进程可以等待多个信号量或多个消息队列，而不是等待单个信号量或从单个消息队列接收。这种能力有什么优势？你将如何实现这一点？

现在，在每个人开始问这是否是我的学校作业之前，它不是。这是我正在上的一门课程的推荐考试题。

我对此的想法 - 是这样的：

typedef struct QueueElement {
    int Sender;
    int Receiver;
    char Message[MAX_MSG_SIZE];
    int MessageSize;
} QueueElement;

QueueElement MessageQueue[NUM_OF_PROCESSES];



/* Send Message to receiving process queue number */
int SendMsg(int SenderId, int ReceiverId, char* Msg, int Size)
{
    /* Create Queue Element to Enqueue */
    QueueElement El = {
        .Sender = SenderId,
        .Receiver = ...
        .
        .
    };

    /* Enqueue element in queue specified by Receiver's Id */
    Enqueue(&(MessageQueue[ReceiverId]), El);
}



/* Get messages for process defined by ReceiverId, from any queue */
int RecvMsg(int* SenderId, int ReceiverId, char* Msg, int* size)
{
    int i;
    for (i=NUM_OF_PROCESSES; i>=0; i--)
    {
        /* If a message is available for receiving process, Dequeue element from queue */
        if (MessageQueue[i].Receiver = ReceiverId)
        {
            QueueElement El = Dequeue(&(MessageQueue[i]));
            *SenderId = El.Sender;
            strcpy(Msg, El.Message);
            .
            .
            .

            return TRUE;
        }
    }

    return FALSE;
}

现在，考虑并行运行的 4 个进程。他们不断地向消息队列 1、2、3、4 发送消息。现在，假设所有消息都发送到进程 2。这意味着进程 2 必须检查所有 4 个队列（1、2、3、4）中的消息。但如果不断添加新消息，则只会处理队列 4 中的消息。如何避免饿死其他消息队列？

有没有更好的方法来处理这个？现代建筑如何处理这个问题？这个解决方案的问题是，如果消息不断被排入高优先级队列 ( NUM_OF_PROCESSES)，则低优先级队列中的消息将永远不会得到处理。

标签： cunixcpu-architectureblockingepoll

解决方案

有没有更好的方法来处理这个？

是的。主要问题是您的代码不断浪费 CPU 时间轮询，因为它根本不等待。

更好的方法是将它放在内核中，这样：

  • 当任务调用时RecvMsg()，内核可以if no messages in queue { tell scheduler this task should block until a message is received }原子地执行（没有竞争条件）

  • 当任何调用时SendMsg()，内核可以if receiving task is blocked waiting for a message { tell scheduler the receiving task should be unblocked }原子地执行（没有竞争条件）

下一个问题是它只等待消息。如果你想等待一个文件被（异步）打开，或者等待一个信号，或者等待时间过去，或者等待一个互斥体被获取怎么办？对于这个问题，有两种可能的解决方案：

  • epoll_pwait()对于不同类型的事物（仍然不能用于某些事物 - 例如等待互斥锁），有一个可怕的混乱（例如）。

  • 在消息之上实现所有内容，以便您只需要等待消息。

对于第二种解决方案；大多数情况下，您最终会用 Actor 模型替换传统的过程式编程。

推荐阅读